载钆燃料棒及具有载钆燃料棒的燃料组件及压水堆堆芯的制作方法_2

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著的实际意义。
【附图说明】
[0023] 图1为实施例3中的具有载乱燃料椿的燃料组件的结构示意图。
[0024]图2为实施例4中的具有载乱燃料椿的燃料组件的结构示意图。
[0025] 图3为实施例5中的具有载乱燃料椿的燃料组件的结构示意图。
[0026]图4为实施例6中的具有载乱燃料椿的燃料组件的结构示意图。
[0027] 图5为实施例7中的具有载乱燃料椿的燃料组件的结构示意图。
[002引 图6为压水堆堆巧的四分之一结构示意图。
[0029] 附图中标记及相应的零部件名称;1、不含乱燃料椿;2、导向管;3、回收轴载乱燃 料椿;4、仪表管;5、第一可燃毒物燃料组件;6、第二可燃毒物燃料组件;7、第=可燃毒物燃 料组件;8、净燃料组件。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例及附图,对本发明作进一步地的详细说明,但本发明的实施方式 不限于此。
[0031] 实施例1; 载乱燃料椿,包括燃料巧体,所述燃料巧体由回收轴氧化物和Gd2〇3构成,所述Gd2〇3的 质量分数为3%~5%,回收轴氧化物的质量分数为95%~97%,回收轴中235U富集度不超过1. 5%。
[0032] 回收轴巧ecycled化anium,RU)是使用轻水堆(LWR)的核电生产中产生的乏燃 料制造而成的,乏燃料经化学再处理后分离出来的轴在业界称为再处理或回收轴。回收轴 (RU)不同于天然轴(NU),天然轴(NU)仅含有S种同位素234U、235U和238U。而在LWR中福照 和冷却后得到的RU具有与天然轴不同的同位素,具体而言,RU包括四种并不存在于天然轴 中的额外的轴同位素 236U、232U、233U和23化即RU包括同位素 234U、235U、238U、236U、232U、233^P237U。 回收轴氧化物为U〇2,其中,U为回收轴。氧化乱(Gd2〇3)是常用作核反应堆燃料组件的可燃 毒物。
[0033] 本实施例中,载乱燃料椿仅采用回收轴氧化物和Gd2〇3构成燃料巧体,完全不使用 现有技术中的天然轴、贫化轴等材料,燃料成分仅为回收轴一种。也相当于采用回收轴燃料 替代现有技术中载乱燃料椿中的轴燃料,能有效节约轴资源、降低回收轴储存成本。
[0034]现有技术中载乱燃料椿中的轴燃料富集度一般为2. 5%,不含乱燃料椿富集度约 4°/c^5%,而本实施例中的载乱燃料椿中燃料采用回收轴燃料,回收轴富集度不超过1. 5%,远 低于现有技术中的载乱燃料椿和不含乱燃料椿,保证其不会成为热椿,本实施例中的载乱 燃料椿制成燃料组件应用于堆巧中时,能够补偿剩余反应性。而且由于本实施例中的回收 轴载乱燃料椿中 235U富集度较低,燃料椿中Gd2〇3可燃毒物质量分数可相应降低至3°/c^5%,相 对于现有技术中压水堆常用载乱燃料椿(可燃毒物质量分数约8%)明显减少了可燃毒物装 量,节约了可燃毒物费用。
[00对实施例2; 本实施例中,具有载乱燃料椿的燃料组件,包括燃料椿、导向管2、仪表管4,所述燃料 椿包括不含乱燃料椿1和回收轴载乱燃料椿3,所述回收轴载乱燃料椿3为实施例1中的 采用回收轴的载乱燃料椿,所述回收轴载乱燃料椿3的数量为8根、12根、16根、20根或24 根。
[0036] 本实施例中的燃料组件用于压水堆核电站堆巧。
[0037] 所述导向管2、仪表管4、不含乱燃料椿1和回收轴载乱燃料椿3W正方形栅格形 式排列成方形结构: 所述仪表管4排布在燃料组件中屯、; 所述导向管2W仪表管4为中屯、排布成至少两圈,形成至少两个导向管环,每圈导向管 环中相邻两个导向管2被不含乱燃料椿1隔开; 所述回收轴载乱燃料椿3也W仪表管4为中屯、排列成至少1圈回收轴载乱燃料椿环, 每圈回收轴载乱燃料椿环中,相邻两根回收轴载乱燃料椿3也被不含乱燃料椿1隔开,所述 回收轴载乱燃料椿环为圆环状或矩形环状; 导向管环与回收轴载乱燃料椿环间隔排布,即在自组件中屯、向外的方向上,导向管环、 回收轴载乱燃料椿环依次间隔排布,相邻两个导向管环之间设置有一个回收轴载乱燃料椿 环,相邻两个回收轴载乱燃料椿环之间设置有一个导向管环;回收轴载乱燃料椿环靠近导 向管环设置,方形结构中的其他栅格位置设置不含乱燃料椿1。
[003引位于内圈的导向管环与仪表管4之间被不含乱燃料椿1隔开;相邻两圈导向管环 之间设置有一圈回收轴载乱燃料椿环,相邻两圈导向管环之间的其他栅格位置设置有不含 乱燃料椿1,即相邻两圈导向管环之间被不含乱燃料椿1和回收轴载乱燃料椿3隔开。
[0039]由于导向管2附近慢化效果较好,本实施例中,将回收轴载乱燃料椿3靠近导向管 2设置,能够获得均匀的组件内功率分布。
[0040] 为进一步获得尽量均匀的组件内功率分布,本实施例中的导向管2和回收轴载乱 燃料椿3在组件内均W仪表管4为中屯、呈1/8对称排布,前述呈1/8对称是指将组件W仪 表管4为中屯、均分为8份时,8份分组件中,不含乱燃料椿1、回收轴载乱燃料椿3、导向管2 的分布完全对称。
[0041] 本实施例中的燃料组件用于压水堆核电站堆巧时,可优先采用富集度水平高的回 收轴,如富集度为1. 5%的回收轴,为了能够更好地满足燃料组件内功率分布展平及反应性 控制要求,本实施例中采用富集度为1. 3%的回收轴,实际应用中,回收轴的富集度范围可 W在1. 3%-1. 5%中调整。
[0042] 实施例3; 在实施例2的基础上,本实施例中提供一种回收轴载乱燃料椿3的数量为8根的燃料 组件的具体结构。
[00创如图1所示,燃料组件包括8根回收轴载乱燃料椿3、24根导向管2、1根仪表管4、 256根不含乱燃料椿1,256根不含乱燃料椿1、8根回收轴载乱燃料椿3、导向管2、仪表管4 呈17X17的方形排列,即排成17排17列; 仪表管4排布在燃料组件中屯、; 24根导向管2W仪表管4为中屯、排布成两圈导向管环;内圈和外圈,内圈位于W仪表 管4为中屯、的7X7的矩形环上,内圈上均匀分布了 8根导向管2 ;外圈呈一个圆形或矩形 环状,16根导向管2大致均匀分布在外圈上,16根导向管2的排布方式可W为均匀排布在 W仪表管4为中屯、的13X13的矩形环上,也可W将其中12根排布在W仪表管4为中屯、的 13X13的矩形环上、另外四根排布在W仪表管4为中屯、的11X11的矩形环四个角上; 8根回收轴载乱燃料椿3均匀排布成一个回收轴载乱燃料椿环,回收轴载乱燃料椿环 位于内圈导向管2和外圈导向管2之间。
[0044] 在17X17方形排列的燃料组件的其余位置上全部排布不含乱燃料椿1。
[0045] 本实施例中的256根不含乱燃料椿1、8根回收轴载乱燃料椿3、24根导向管2、1 根仪表管4均呈1/8对称布置,有利于获得均匀的组件内径向功率分布。
[0046] 实施例4; 在实施例2的基础上,本实施例中提供一种回收轴载乱燃料椿3的数量为12根的燃料 组件的具体结构。
[0047] 如图2所示,燃料组件包括12根回收轴载乱燃料椿3、24根导向管2、1根仪表管 4、252根不含乱燃料椿1,252根不含乱燃料椿1、12根回收轴载乱燃料椿3、导向管2、仪表 管4呈17X17的方形排列,即排成17排17列; 仪表管4排布在燃料组件中屯、; 24根导向管2
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